張富民,賴呈純,潘紅,黃賢貴,謝婷婷
(1. 福建省福安市農(nóng)業(yè)局,福建福安 355000;2. 福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所,福建福州 350003)
在果樹礦質(zhì)營養(yǎng)中,鈣元素具有重要的作用,缺鈣會引起果樹的生理失調(diào)性病害[1]。由于土壤中鈣元素含量豐富,長期以來不被人們所重視,但鈣對果樹果實品質(zhì)的影響比氮磷鉀鎂等元素重要的多,缺鈣會嚴重影響果實品質(zhì)[2]。
鈣元素對植物的生理功能主要表現(xiàn)在以下幾個方面:維持細胞膜及滲透壓的穩(wěn)定性[3-4];調(diào)控根尖、莖尖等分生組織的細胞有絲分裂[5];中和對樹體代謝過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)及重金屬毒害[6];提高葉片光合速率,保護PSⅡ系統(tǒng)減少高溫的損害,加速有機物的轉(zhuǎn)移、運輸[7];抑制樹體的呼吸作用,減少乙烯釋放[8];調(diào)節(jié)氣孔開閉,降低葉片蒸發(fā)量,提高樹體的抗旱能力[9];結(jié)合鈣調(diào)素具有多種調(diào)節(jié)細胞的功能[10]。因此,鈣元素對葡萄來說,不僅作為營養(yǎng)元素直接參與葡萄的生長發(fā)育,而且能起到調(diào)控的作用[11]。鑒于鈣元素在葡萄中的重要性,筆者從對鈣的認識誤區(qū)入手,分析葡萄缺鈣的主要原因,并總結(jié)了多年葡萄種植中鈣肥施用的實踐經(jīng)驗,以供葡萄種植戶參考。
在葡萄的種植過程中,很多果農(nóng)對于鈣元素的認識,通常不是從其生理作用的深層次入手,而是從最終能形成的一些看得見的癥狀開始的,比如提高果粒硬度、增糖、防裂、耐貯、減少氣灼,降低霜霉病和灰霉病的發(fā)生,增強抗旱、抗寒能力等這些表觀層面的作用。但是這里存在的一個誤區(qū),很多人以為鈣元素越多越好,鈣素充足以上這些優(yōu)點都會出現(xiàn),其實不然。通常認為葡萄葉片中鈣含量越高,光合作用越強,所產(chǎn)生的糖分越容易向果粒運輸,但果肉的鈣含量有可能會限制糖分的積累,因此,同等條件下,果肉含鈣量越高,葡萄的可溶性固形物反而越低。在對‘紅地球’葡萄的研究中發(fā)現(xiàn),噴施糖醇鈣雖然可以提高果實的貯運能力,但會不同程度的降低可溶性固形物的含量[12]。因此,對于葡萄的表觀性作用,在不同的葡萄組織中,鈣的作用不同。尤其是對于果粒,要分清鈣所處的部位,果皮中的鈣含量充足可以有效防止裂果。研究表明,對‘魏可’噴鈣,可以顯著提高果皮中鈣元素的含量,降低裂果率[13];而果肉中的鈣含量增加可提高果實硬度,研究發(fā)現(xiàn),葡萄果肉的鈣素含量與果實硬度成極顯著正相關(guān),噴鈣能提高果肉中原果膠含量,也增加了果實硬度[12];根據(jù)劉忠松等[14]在‘紅地球’上的研究,鈣含量越高,果粒的糖度越低。種子里的鈣對種子發(fā)育和成熟影響較大。
鈣主要由根系吸收,依靠蒸騰拉力在木質(zhì)部內(nèi)長距離運輸?shù)礁髌鞴俸徒M織[15],蒸騰作用越強的組織,含鈣量越高,一般來說地上高于地下,葉片高于果實,老葉高于新葉。葉片和果實也能吸收鈣肥,而且對葉片、果實的含鈣量能產(chǎn)生較大影響,因此在葡萄補鈣時要重視果穗和葉片。劉愛玲等[16]研究設施栽培‘峰后’葡萄營養(yǎng)元素吸收規(guī)律的結(jié)果表明,在各營養(yǎng)元素的吸收量中,鈣元素是最多的,幾乎是鉀元素吸收量的2倍。此外,在補鈣的時候很多人也存在這樣一些誤區(qū),看到葡萄裂果了就認為土壤中缺鈣,還有的用石灰補鈣。其實,石灰是不能作為鈣肥來使用,而且也不能用來調(diào)酸,石灰調(diào)酸后會出現(xiàn)反彈;還有一些人完全依賴葉片不重視土壤,這都是不對的。通常情況下土壤含鈣量非常豐富[2],在合理的栽培條件下,完全可以滿足葡萄的需求,因此很少有人像重視氮磷鉀一樣去重視鈣肥。但在葡萄生產(chǎn)中由于一些不合理的措施還是會造成缺鈣現(xiàn)象[11],另外一些生產(chǎn)上的使用誤區(qū)也造成了一些不良后果,因此理清缺鈣原因和補鈣方法是很重要的。
葡萄缺鈣的原因歸納起來有3種:土壤缺鈣、吸收困難、生理缺鈣[17]。土壤中的鈣有礦物態(tài)鈣、交換態(tài)鈣、溶液鈣3種狀態(tài)。礦物態(tài)鈣是不可利用的,所以土壤缺鈣指的是后兩種鈣含量低,不能滿足葡萄正常生長,因此需要從外界補充。沙質(zhì)土壤各種營養(yǎng)元素含量都很低,鈣也不例外。適宜鈣吸收的ph范圍在6.5~8.5,過酸或過堿都會影響其吸收。鹽堿地總鈣量可能比較多,但Ca2+帶兩個正電荷,吸附在交換位點的內(nèi)側(cè),K+和Na+帶一個正電荷,吸附在交換位點的外側(cè),阻礙鈣向外釋放。因此鹽漬化條件下,盡管土壤交換鈣含量充足,但很難進入土壤溶液移動到根系。在酸性土壤的條件下,鈣呈離子狀態(tài),很容易發(fā)生淋失。另外,土壤中一些含硫酸根、碳酸根的肥料也易造成鈣沉淀。
栽培方式的不同,會影響葡萄根系活動,從而影響其對鈣元素的吸收。鈣在植物體內(nèi)運輸很困難,受蒸騰拉力影響,而且器官之間存在爭奪,即使具備吸收條件,仍有發(fā)生缺鈣的可能,比如大棚栽培或陰雨天氣,葉片蒸發(fā)量小,鈣素運輸不上來。套袋影響果實蒸發(fā),在‘魏可’套袋試驗中,套袋后的果實鈣元素的含量比對照的低[13]。因此,套袋比較早會造成果實對鈣吸收不足。偏施氮肥刺激葉片大量生長,爭奪果實中的鈣元素而引起缺鈣[18]。
鈣、鉀之間存在拮抗,大量施用鉀肥會嚴重影響鈣肥吸收,當前比較有效的辦法是使用離子保持劑,通過離子保持劑把鈣和鉀包裹起來減少拮抗。磷肥在用量比較少時會候促進鈣的吸收,用量比較大的時候則限制鈣的吸收。在設施栽培番茄研究表明,施用合適量的磷肥,可以協(xié)同鈣元素的吸收,使其吸收量最大,表明磷確實可以促進鈣的吸收,但隨著磷的增加,鈣的吸收量反而會迅速下降,直至降到最低[19],因此,在葡萄的栽培中,借鑒該研究結(jié)果不可盲目使用磷肥來促進鈣的吸收。
眾所周知,根對鈣的吸收主要集中在根尖伸長區(qū),即根毛最前端的幾毫米左右,當根毛數(shù)量少或沒有根毛時,鈣難以吸收。鈣元素以被動吸收為主,但鈣進入導管向上運輸?shù)倪^程中,需要經(jīng)過兩次搬運過凱氏帶,在這個過程中需要消耗能量,因此土壤板結(jié)或灌水量過大造成土壤空氣少時,鈣只有較少的量通過韌皮組織向上運輸。同時,鈣經(jīng)過帶負電荷導管壁時,鈣帶正電荷,因此鈣很容易被導管壁吸附,即使通過導管壁,維管束中的草酸、檸檬酸、蘋果酸也很容易與鈣結(jié)合形成沉淀。要想讓鈣向上運輸?shù)母啵枰尤牒线m量的伴隨物質(zhì),比如同樣帶正電荷的鉀、鎂元素或者小分子有機酸。在油菜的研究中,施鉀能夠顯著提高油菜中鉀、鈣、鎂總累積量[20];合理的鈣鎂肥配比施用時,不僅可以提高番茄幼苗多鈣鎂的吸收,而且可以增加番茄植株和果實對鈣、鎂元素的吸收[21],在蘋果的研究中,也發(fā)現(xiàn)鈣肥配合鎂肥的施用,可以顯著增加蘋果葉片中鈣元素的含量[22]。
根外追肥中,葉片補充鈣肥時最大的障礙就是葉片表面存在一層角質(zhì)層。因此,在葉片施用鈣肥時可以加入中性肥皂、洗衣粉、有機硅等濕潤劑、增滲劑或展著劑,以此提高鈣肥的吸收效果。尿素對葉片角質(zhì)層有軟化作用,比普通的離子要快10~20倍,與鈣肥混合,可以提高鈣肥的吸收速度。并且在一定濃度范圍內(nèi),鈣的濃度越大,葉片吸收的速度越快,但水滴一旦變干,葉片就停止吸收。
果粒中的鈣是通過維管束進入果粒內(nèi)部的,但隨著時間的延長,維管束會出現(xiàn)堵塞并且會越來越嚴重,所以果粒中的鈣絕大部分是前期進入的,因此給果粒補鈣需要前期補鈣,同時,果肉中的鈣與糖分呈負相關(guān),鈣越高越不利于糖分積累[14]。當然果肉種的鈣并不是都是壞處,比如可以提高果粒硬度[12],而且果實含鈣量越高,越不容易發(fā)生日燒。因此,生產(chǎn)上要盡量保持果肉鈣的最佳動態(tài)平衡,才有利葡萄的生長和果品品質(zhì)的提高。
筆者經(jīng)過多年葡萄種植試驗觀察,并結(jié)合果皮、果肉、種子中鈣含量的測定,明確了果粒補鈣時期和方法。通過多年試驗可以看出,噴果穗和噴葉片是有效的補鈣手段,幼果膨大期是補鈣的關(guān)鍵時期,噴果穗比噴葉片更能提高果實中鈣含量,硝酸鈣優(yōu)于糖醇鈣;噴施鈣肥在各時期都有效,前期比后期有效,綜合對比,幼果膨大期對果穗噴一次硝酸鈣可以有效提高果皮含鈣量。
鈣肥分有機鈣肥和無機鈣肥,無機鈣肥主要有硫酸鈣、氯化鈣、過磷酸鈣、硝酸銨鈣等[23]。有機鈣肥因為螯合物的不同,又大致分三類:一類是以EDTA為主的化學合成螯合劑[24],但對環(huán)境和人體有較大的傷害和副作用,因此正在逐步被拋棄;第二類是小分子有機酸螯合鈣,主要是糖醇鈣[24]和氨基酸螯合鈣[25];第三類是大分子有機酸、木質(zhì)素和腐殖酸[26]。綜合比較來看,硝酸鈣是比較適合噴葉片和果穗的,對于缺鈣的沙質(zhì)土壤可以補充緩效的鈣鎂磷肥、硅鈣肥;鹽堿地可以通過灌水洗鹽或增加土壤有機質(zhì),從而讓可交換的鈣釋放出來。有機鈣肥主要是氨基酸鈣和糖醇鈣,都可以上下傳導,土壤和葉片都可以使用,糖醇鈣后期使用更容易提高果實的含鈣量[12]。在葡萄生產(chǎn)上的試驗可以看出,鈣肥的吸收高峰在轉(zhuǎn)色期和采收后,轉(zhuǎn)色期應該重視鈣肥的施用,采收后雖然吸收量比較大,但時間比較長,單日吸收量不多,因此采收后多施有機肥即可,不用另外補充鈣肥。補鈣的核心是土壤改良,疏松透氣。有機質(zhì)豐富的土壤不僅可利用態(tài)的鈣含量比較豐富,而且也有利于根系萌發(fā),所以土壤調(diào)節(jié)是最重要的補鈣措施,與此同時重視果皮和葉片補鈣。補鈣的時期主要有三個:開花前遇陰雨天氣,果穗易缺鈣感染灰霉病,因此適當補鈣可以提高花穗抗病力;幼果膨大期果穗噴鈣,可以提高果皮含鈣量,減輕后期裂果;轉(zhuǎn)色期是鈣吸收高峰,可以考慮土壤補鈣。
鈣是葡萄需求量最大的礦質(zhì)元素,主要依靠根系吸收,疏松透氣、有機質(zhì)豐富的土壤有利于鈣的吸收。因此,增施有機肥,尤其是植物體有機肥,改善土壤通透性,提高土壤含氧量,是葡萄補鈣的根本。第一種措施是鈣肥與基肥一起施用,葡萄采果后,每667 m2施用有機肥700~1000 kg的同時,加入50~100 kg鈣鎂磷肥。另一種是采用分期根外追肥的方式,針對葡萄對鈣的營養(yǎng)需求特點,花序伸長期在預防灰霉病、穗軸褐枯病時,同時加入1.5%~2.0%硝酸鈣溶液(保倍鈣),可加速纖維老化,改善花序免疫力,這樣補充鈣肥的同時可以提高葡萄植株的抗病能力;葡萄謝花后5~7 d內(nèi),使用1.5%氯化鈣溶液噴施,并在7 d后用相同濃度再噴施一次,筆者多年實踐觀察表明,該補鈣方式對預防葡萄日灼效果顯著;果實轉(zhuǎn)色初期是葡萄對鈣的敏感期,此時,葉面噴施2.0%硝酸鈣溶液,可促進葡萄果實果粉的生成及預防裂果[27],并滿足葡萄對鈣的需求高峰。